论文部分内容阅读
钒是重要的战略金属,我国88%以上的钒及钒制品是以钒渣为原料生产的。针对工业上焙烧-浸出提钒技术存在的能耗高、三废排放量大等缺陷,课题组提出以钛白废酸为浸出剂的无焙烧直接加压酸浸及浸出液萃取分离为核心的短流程清洁提钒新工艺,以实现大幅降低提钒过程能耗、生产成本及三废排放量,并提高资源综合利用效率的目的。 本文以攀枝花地区转炉炼钢渣为原料,研究了钛白废酸浸出转炉钒渣酸浸过程的热力学及选择性浸出规律,并进行了P507和P204体系下酸浸液的萃取和反萃性能研究: (1)绘制了V-Mn-H2O系、V-Cr-H2O系、V-Al-H2O系的电位-pH图,结果表明:可溶性钒离子主要以VO2+的形式包含在水的稳定区范围内,并包含在可溶性锰、铬、铝的稳定区范围内,热力学分析表明钒渣中的钒经钛白废酸浸出能够进入浸出体系,但是V不能通过一步酸浸而与锰、铬、铝等元素分离。 (2)钛白废酸浸出转炉钒渣的正交试验表明:初始酸浓度是影响酸浸过程的主要因素,在浸出温度为150℃,浸出时间90min,液固比为7.5∶1,钛白废酸酸度200g/L,搅拌速度为100rpm的情况下,钒的浸出率可达94.45%。 (3)根据最佳浸出条件下制得的含钒酸浸液的成分及含量,对浸出液进行萃取净化。对比了P204萃取体系和P507萃取体系对浸出液中钒和其他金属离子萃取分离效果。优选了P204萃取体系并确定了适宜的萃取条件:萃取温度30℃、还原剂用量0.2Fe、浸出液初始pH=2.5、有机相组成为20%P204,10%TBP,70%磺化煤油、相比(O/A)=2∶1、震荡时间6min,在该条件下钒的一级萃取率达到95.84%。 (4)以硫酸为反萃剂,分别对P204萃取体系有机相和P507萃取体系有机相进行反萃,考察了反萃时间、反萃剂浓度、反萃相比、反萃温度对反萃率的影响。结果表明P204萃取体系有机相反萃效果较好,其最优工艺条件为:反萃时间t=8min、反萃温度为40℃、反萃液(H2SO4)浓度15%、反萃相比(O/A)=3∶1时,钒的反萃率达到89.42%以上,有机相中的铁等其他离子几乎不进入反萃水相,提钒酸浸液得到净化。